环境监测质量保证基础知识.docx
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环境监测质量保证基础知识
任务九、环境监测质量保证基础知识
【教学分析】
¶学习目标：
通过本次课的学习，掌握环境侧键质量保证基础知识的内容,并且掌握单位换算的相应知识。
使70%左右的学生能举一反三，完成教师给定的误差的计算题目。
¶能力目标：
通过实际操作，学生能在允许条件下熟悉实验室的基本仪器操作；并能够根据实验步骤完成实验操作。
¶情感目标：
通过本次实验培养学生的团队协作意识及安全意识,陪杨污染源监测的职业道德，强化化学实验操作规范意识。
¶教学重点：
1、能够进行误差的相应计算；2、培养污染源监测中的职业道德。
¶教学难点：
误差的计算。
¶建议课时数：
４-6课时
【学情分析】
利用学生自主能动性加以教师引导教学，培养学生的自主阅读和朗读兴趣。
养成自己发现问题，自己解决问题的良好习惯。
面对难以理解的问题，教师要加以讲解和分析，并让学生学会举一反三，培养学习和操作能力。
【质量保证的意义和内容】
¶教学方法：
学生自主阅读和朗读。
一、质量保证的意义
1．监测数据来源来源复杂。
复杂的分析对象；不同的分析人员和分析方法、分析实验室；不同的时间。
2．数据的准确是监测的生命，不准确的数据比没有更坏；数据只有准确可比，才能为环保利用。
3．在污染源监测中最重要的是职业道德。
环境监测质量保证内容：
采样、样品预处理、贮存、运输、实验室供应，仪器设备、器皿的选择和校准，试剂、溶剂和基准物质的选用，统一测量方法，质量控制程序，数据的记录和整理，各类人员的要求和技术培训，实验室的清洁度和安全，以及编写有关的文件、指南和手册等。
二、环境监测质量控制内容：
1．室内控制工作：
空白实验标准曲线核查仪器设备的定期标定平行样分析加标样分析回收率实验密码样分析编制质量控制图
2．室间控制工作：
分析标准样品以进行实验室间的评价分析测量系统的现场评价
三、连续自动监测系统的质量保证工作
1．人工保证整个系统的完好；
2．定期对系统进行校准
【监测实验室基础】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
要使监测质量达到规定水平，必须要有合格的实验室和合格的分析操作人员，这是数据准确的基本保证。
主要包括仪器的正确使用和定期校正；玻璃仪器的选用和校正；化学试剂和溶剂的选用；溶液的配制和标定、试剂的提纯；实验室的清洁度和安全工作；分析人员的操作技术和分离操作技术等。
一、实验用水--不同的实验要求用不同的水
1．蒸馏水主要用于有机物的分析，包括：
（1）金属蒸馏器
（2）玻璃蒸馏器
（3）石英蒸馏器
（4）亚沸蒸馏器
2.去离子水--金属分析用，以阴、阳离子交换树脂组合制成的水。
3.特殊要求的纯水
（1）无氯水--加亚硫酸钠等还原剂将水中余氯还原为氯离子，全玻蒸馏器蒸馏。
（2）无氨水--加硫酸至pH<2，全玻蒸馏器蒸馏。
（3）无二氧化碳水--煮沸法、曝气法
（4）无铅（重金属）水--用氢型强酸性阳离子交换树脂处理原水即得。
（5）无砷水--一般蒸馏水和去离子水即可；痕量砷分析时，必须使用石英蒸馏器。
（6）无酚水--
加碱蒸馏法，加NaOH至水的pH>11；
活性炭吸附法
（7）不含有机物的蒸馏水--加少量KMnO4碱性溶液，进行蒸馏。
二、试剂与试液
1.试剂：
（1）优级纯，绿标签，可配标准溶液（G·R）；
（2）分析纯，红标签，一般分析用试剂（A·R）；
（3）化学纯，蓝标签，定性分析用或清洁液（C·P）。
2.试液：
常配成浓的贮存液，临用时稀释成所需浓度。
三、实验室的环境条件
要求实验室内空气清洁，不含固体、液体的气溶胶和污染气体。
这会对结果产生影响。
痕量分析要达到100号标准。
四、实验室的管理及岗位责任制
1．对监测分析人员的要求
实验人员要达到一定的要求，包括职业道德和技术水平；
2.对监测质量保证人员的要求
熟悉质量保证的内容、程序和方法，了解监测环节中的技术关键，具有有关的数理统计知识。
3.实验室安全制度
要制定完善的规章制度，包括安全制度、药品使用、仪器使用、样品管理的各项制度。
【化学常用计量单位换算】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、长度单位换算
米
厘米
毫米
市尺
英尺
英寸
米
1
100
1000
3
3.28084
39.3701
厘米
0.01
1
10
0.03
0.03281
0.3937
毫米
0.001
0.1
1
0.003
0.003281
0.03937
市尺
0.33333
33.333
333.33
1
1.0936
13.1234
英尺
0.3048
30.48
304.8
0.9144
1
12
英寸
0.0254
2.54
25.4
0.0762
0.08333
1
二、质量单位换算
单位名称
旧名称
代号
对主单位的比
毫克
厘克
分克
克
十克
百克
公斤
公担
吨
公丝
公毫
公厘
公分
公钱
公两
公斤，千克
公担
公吨
mg
cg
dg
g
dag
hg
kg
q
t
0.000001公斤
0.00001公斤
0.0001公斤
0.001公斤
0.01公斤
0.1公斤
主单位
100公斤
1000公斤
三、体积单位换算
升（市升）
立方英寸
英加仑
美加仑（液量）
美加仑（干量）
升（市升）
1
61.0237
0.2200
0.2642
0.2270
立方英寸
0.0164
1
0.0036
0.0043
0.0037
英加仑
4.5460
277.274
1
1.2009
1.0321
美加仑（液量）
3.7853
231
0.8327
1
0.8594
美加仑（干量）
4.4048
268.803
0.9689
101636
1
【统计处理和结果表述】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、误差和偏差
1．真值：
在某一时刻的状态下，某量的效应体现出的客观值或实际值。
包括理论真值、约定真值、标准器的相对真值。
2．误差及其分类：
测定结果与真实值的差别。
系统误差，恒定因素所造成，如方法、仪器、试剂、人的习惯、环境等，可重现，增加测定次数不能减少。
随机误差，随机因素的共同作用所造成的。
过失误差，由于不应有的错误造成。
误差的表示方法：
绝对误差A=x-xt
相对误差
3．偏差测定值与平均值的差别。
绝对偏差
相对偏差
平均偏差
相对平均偏差
4．标准偏差和相对标准偏差
差方和
样本方差
样本标准偏差
相对标准偏差（变异系数）
总体标准偏差
极差
二、总体、样本和平均数
1．总体和个体
研究对象的全体称为总体，其中一个单位叫个体。
2．样本和样本容量
总体中的一部分叫样本，样本中含有个体的数目叫样本容量。
3．平均数
代表一组变量的平均水平或集中趋势。
（1）算术均数样本均数
总体均数
N→无穷大
（2）几何均数
（3）中位数将各数据按大小有序排列后，处于中间位置的数；
（4）众数出现几率大的一个数据。
三、正态分布
正态分布概率密度函数
说明：
小误差出现的概率大于大误差，即误差的概率与误差的大小有关。
大小相等，符号相反的正负误差数目近于相等，故曲线对称。
出现大误差的概率很小。
算术均数是可靠的数值。
四、数据修约规则
四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一。
五、可疑数据的取舍
1．Dixion检验法
步骤：
将一组测量数据由小到大顺序排列
根据测定次数计算Q值
查表Qα（n）
判断Q≦Q0。
05正常；Qo。
05Q0.01离群值，舍去.
2．Qrubbs检验法
步骤：
①将一组测量数据由小到大有序排列，求
，s
②计算统计量
或
③查表
④判断：
若T≦T0。
05正常离群值；T0。
05T0.01离群值,应舍去；
⑤在第一异常数据剔除后,可重新检验新的离群数据。
六、监测结果的表述
1．用算术均数（
）代表集中趋势；
2．用算术均数和标准偏差表示测定结果的精密度（
±s）；
3．用（
±s、CV）表示结果。
4．用置信水平和置信区间表示测定范围（
）。
七、均数置信区间和“t”值
置信区间表示以样本均数代表总体均数的可靠程度。
t值是样本均数与总体均数之差对标准偏差的比值。
【标准分析方法和分析方法标准化】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、标准分析方法
是技术标准中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项分析所作的统一规定的技术准则和各方面共同遵守的技术依据。
二、分析方法标准化
监测是一系统工程，其过程必须标准化；标准是标准化的结果。
国家标准总局负责全国的标准。
三、监测实验室间的协作试验
主要用于分析方法标准化；标准物质浓度定值；结果仲裁，分析人员技术评定。
制定一个合理的试验方案，注意下列因素：
1．实验室的选择
2．分析方法
3．分析人员
4．实验设备
5．样品的类型和含量
6．分析时间和测定次数
7．协作实验中质量控制
【环境标准物质】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、环境计量
定量地描述环境中有害物质或物理量在不同介质中的分布及浓度的一种计量系统。
二、基体和基体效应
除待测物质外，大量存在的其他物质则称为基体；由于基体组成不同，因物理、化学性质差异而给实际测定中带来的误差，叫着基体效应。
三、环境标准物质
一种组成均匀、稳定、含量准确已知，且与样品相似的物质。
标准物质分为两级。
1．国际标准化组织的分类
2．我国的标准物质
3．环境标准物质在环境监测中的应用
4．环境监测对标准物质的选择
四、环境监测的质量控制样品
多由人工合成，“真值”由准确计量得到，指明该样品适用的方法，主要用于控制精密度，在此基础上应用环境标准物质。
五、标准物质制备的一般过程
固体直接采用环境样品制备；液体、气体由人工模拟天然样品的组成制备而成。
六、稳定性和均匀性的研究和检验
采用高精密度分析方法，是标准物质的重要性质。
七、分析与定值
采用多种分析方法，由多个实验室的协作实验来完成。
用
表示测定结果的范围。
【环境监测管理】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、环境监测管理的内容和原则
1.环境监测管理的内容
核心内容是环境监测质量保证，保证监测数据具有如下五方面的质量特征：
（1）准确性
（2）精密性（3）完整性（4）代表性（5）可比性
2．环境监测管理原则：
（1）实用原则
（2）经济原则
二、监测的档案文件管理
应对监测全过程的一切文件，按严格制度予以记录和存档。
档案内容应包括：
（1）仪器设备的生产厂家、购置和验收记录；
（2）流量标准的传递和追踪记录文件；
（3）气体标准的传递和追踪记录文件；
（4）监测仪器的多点线性校准表格；
（5）运行监测仪器零点和跨度漂移的例行检查报表
（6）监测仪器的审核数据报告；
（7）运行监测仪器的例行检查记录
（8）监测子站和仪器设施的预防性维护文件；
（9）仪器设备检修登记表。
【质量保证检查单和环境质量图】
¶教学方法：
教师讲授和学生自主阅读。
一、质量保证检查单
对监测过程需要控制的步骤，采取的措施等，列成表格，让工作人员如实填写。
作用：
1．提醒工作人员对影响因素重视；
2．其结果可以作为分析数据正确的依据。
二、环境质量图
用不同的符号、线条或颜色来表示各种环境要素的质量或各种环境单元的综合质量的分布特征和变化规律的图称为环境质量图。
主要种类：
1.等直线图2.点的环境质量表示法3.区域的环境质量表示法4.时间变化图5.相对频率图6.累积图7.过程线图8.相关图9.类型分区法
【任务实施】
¶教学方法：
学生自主阅读完成任务。
任务单1环境监测质量保证基础知识
请按照分析步骤进行实验，并填写以下任务单。
项目
内容
备注
基础知识
1、数据修约规则
。
2、均数置信区间和“t”值
置信区间表示以代表的可靠程度。
t值是样本均数与总体均数之差对的比值。
3、基体和基体效应
除外，大量存在的其他物质则称为基体；由于基体组成不同，因、化学性质差异而给实际测定中带来的误差，叫着。
4、核心内容是环境监测质量保证，保证监测数据具有如下五方面的质量特征：
（1）
（2）（3）
（4）（5）
【教学评价】
一、学习评价
考
考
评
方
法
与
考
评
标
准
准
项目名称
水中氯离子的测定
评价内容及标准
评价方式
权重
得分
总分
小组评价
（40%）
教师评价
（60%）
1、正确理解质量保证的意义和内容
20%
2、正确认识监测实验室基础
5%
3、正确理解监测数据的统计处理和结果表述
15%
4、正确理解标准分析方法和分析方法标准化
20%
5、正确认识环境标准物质
10%
6、正确理解环境监测管理
10%
7、正确认识质量保证检查单和环境质量图
10%
8、实验结束后实验台的清洁
5%
9、完成任务的态度与时间观念
5%
在试验结束后，由教师和学生按照下表，对学习成果进行评价。
二、素质拓展
每个小组指定一名同学进行总结发言，说出在阅读自学环境监测质量保证基础知识过程中遇到的困难和解决的方式，说出本次课程最大的收获有哪些。
【思考与练习】
1、计算题
（1）误差计算测验
测定铁矿石中的质量分数（以WFe2O3表示），5次结果分别为：
67.48%，67.37%，67.47%，67.43%，67.40%。
计算：
（1）平均偏差；
（2）相对平均偏差；（3）标准偏差；（4）相对标准偏差；（5）极差。
（2）单位换算
7.06立方米=（）立方分米8506立方分米=（）立方米
3.05升=（）毫升5.36升=（）立方厘米
7890毫升=（）立方分米8.58立方分米=（）立方厘米
5430立方厘米=（）立方分米7.65立方分米=（）毫升
2、思考题
（1）为何数据修约规则是四舍六入五考虑，而不是四舍五入？
（2）请简述为何误差？
（3）基体和基体效应指的是什么？
（4）假设样品水样的PH值为12，要用酸调节其到中性至微碱性，实验中提到要用硝酸调节，可以用盐酸调节吗？
为什么？
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